[pt] Esta dissertação foi desenvolvida com o objetivo de criar e validar uma metodologia para identificação e classificação do potencial dos grandes clientes de uma concessionária local ao uso da tecnologia de conversão fotovoltaica como alternativa estratégica de racionalização do consumo. O estudo faz uso de dados oficiais de radiação global incidente no Rio de Janeiro, fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia do Brasil, e de dados de consumo de grandes clientes fornecidos pela Light. A motivação consiste em oferecer uma ferramenta, à concessionária e ao Regulador, a ser utilizada como subsídio ao planejamento estratégico da empresa, visando ao deslocamento de carga para horários fora da ponta. A metodologia proposta consiste em comparar a curva de energia elétrica consumida pelo cliente com a curva de radiação global incidente no Rio de Janeiro. Assim, utiliza-se uma metodologia fuzzy para identificar e categorizar os usuários de energia elétrica. Os resultados enquadraram os consumidores em cinco diferentes categorias que indicam o nível de potencial para fazer uso da conversão fotovoltaica. Dentre as conclusões, a metodologia desenvolvida mostrou-se eficaz como ferramenta de auxílio e a conversão fotovoltaica uma alternativa interessante, quando se trata da análise do consumo e da radiação global, para pelo menos 85 porcento dos grandes clientes analisados. / [en] This work was developed with the goal of creating and validating a methodology for identification and classification of potential major customers of a local electricity utility to the use of photovoltaic conversion technology as a strategic alternative to rationalize consumption. The study makes use of official data of global radiation incident in Rio de Janeiro, provided by the National Meteorology Institute of Brazil, and consumption data of major customers provided by Light. The motivation is to provide a tool to the electricity utility and the regulator, to be used as input to the strategic planning of the firm seeking to shift load of off-peak times. The proposed methodology consists in comparing the curve of electrical energy consumed by the customer with the curve of global radiation incident in Rio de Janeiro. Thus, the fuzzy methodology is used to identify and categorize the users of electricity. Results framed consumers in five different categories that indicate the level of potential to make use of photovoltaic conversion. Among the conclusions, the methodology was effective as an aid tool and photovoltaic conversion an attractive alternative when it comes to the analysis of consumption and global radiation for at least 85 percent of large customers analyzed.

[pt] Esta dissertação de mestrado teve por objetivo avaliar a influência da composição do gás natural na medição de vazão pela técnica de ultrassom em sistemas de alívio de pressão tipo tocha. A inclusão da composição do gás na correção da medição da vazão do gás em sistemas de tocha constitui uma exigência legal imposta pelo regulador brasileiro do setor de petróleo, gás natural e biocombustíveis. A histórica dificuldade técnica associada à coleta de amostras de gás em sistemas de tocha e os constantes questionamentos sobre a representatividade das amostras coletadas são as principais motivações para a realização deste estudo. A metodologia utilizada fundamentou-se em pesquisa bibliográfica, documental e de campo. Por meio de pesquisa bibliográfica, documental e normativa realizou-se o embasamento técnico e teórico do estudo. A pesquisa de campo teve por finalidade coletar informações de estações de medição de gás em sistemas de tocha de uma unidade marítima de produção de petróleo e gás. A partir do tratamento das informações coletadas, os resultados da pesquisa permitiram quantificar que o erro máximo na medição de vazão de gás por ultrassom devido ao desconhecimento de sua real composição é 0,04 porcento. Dentre as conclusões, (i) as amostras de gás coletadas em sistemas de tocha não representam de forma adequada o volume de gás medido e (ii) o erro máximo estimado associado à totalização do volume de gás mostrou-se desprezível quando comparado ao volume total de gás documentado nos históricos de medição e aos erros aleatórios aceitáveis para o tipo de estação de medição considerado. / [en] The objective of this dissertation is to evaluate the influence of the composition of the natural gas on the flow rate measurements in pressure relief flare systems. The consideration of the gas composition in the correction of the gas flow rate measurements in the flare system is a legal requirement imposed by the Brazilian regulating agency for oil, natural gas and biofuels. The historical technical difficulties associated with collecting gas samples from flare systems and the constant questions about the representativeness of the collected samples are the main motivations for this study. The methodology used was based on literature, documental and field research. Through literature, documental and normative research was conducted at the technical and theoretical foundation of the study. The field research aimed at collecting information of measurement systems of gas flare in a maritime unit of oil and gas production. From the treatment of collected information, the research results allowed to quantify that the maximum error in the measurement of gas flow rate by ultrasonic meters due to the lack of knowledge of its actual composition is 0.04 percent. Among the conclusions, (i) the collected gas samples in flare systems do not adequately represent the volume of measured gas and (ii) the estimated maximum error associated with the totalization of the gas volume was found to be negligible compared to the documented total volume gas on historical measurements and to acceptable random errors for the type of the considered measurement system.

[pt] No presente trabalho, de interesse da indústria de petróleo, é desenvolvida uma metodologia para avaliação metrológica e determinação da periodicidade de calibração em sistemas de medição de vazão de gás natural com placas de orifício, usando históricos de dados bimestrais de medidores instalados em pontos fiscais da bacia de Campos. O estudo analisa dados de calibração de medidores de temperatura, pressão e pressão diferencial de um transmissor eletrônico de vazão multivariável, contribuindo para o entendimento do impacto das incertezas destas variáveis na incerteza total do sistema de medição como um todo. Como resultados das avaliações metrológicas, foram determinados intervalos entre calibrações sucessivas, de modo que as exigências de incerteza de medição da portaria conjunta no 1 ANP/INMETRO de 19/6/2000 possam ainda ser atendidas nos pontos de medição fiscal e de apropriação . Inicialmente, foi mostrado que os valores de incertezas calculadas de vazão pela norma ISO 5167-2 (2003) atendem os requisitos da portaria. Finalmente, foi mostrado que o intervalo entre calibrações sucessivas dos medidores poderia ser aumentado do valor atualmente requerido pela portaria (2 meses) para pelo menos 6 meses para pressão diferencial e pressão, e 14 meses para temperatura. Este resultado tem um impacto econômico e operacional nas empresas de gás natural. / [en] In the present work, of interest of the oil industry, a methodology was developed for metrological evaluating and determination the frequency of calibration of natural gas flow rate measurement systems with orifice plates, using calibration data obtained every two months from measurement instruments installed in fiscal points of the Campos Basin. The study evaluates the calibration data of temperature, pressure and differential pressure measurement from a multivariable transmitter, contributing to a better understanding of the influence of those variables in the uncertainty of flow rate as a result of the methodological evaluating, the intervals between two successive calibrations was determined, so that the requirements of the Portaria Conjunta n° 1 ANP/INMETRO, 19/06/2000, could be met in the fiscal and allocation points. First of all, it was shown that the flow rate uncertainty values, as calculated by ISO 5167-2 standard was fully covered by the requirements. Finally, it was shown the interval between successive calibrations could be increased of the value nowadays required by portaria (2 months) to 6 months for pressure and differential pressure, and to 14 months for temperature. This results has an economic and operational impact in the natural gas industry.

[pt] Um procedimento analítico é considerado apropriado para uma aplicação específica quando é capaz de gerar resultados confiáveis, que possibilitem a tomada de decisão com grau de confiança adequado, sendo sua adequação consolidada mediante a realização de ensaios de validação. Este trabalho propõe a utilização de um procedimento analítico alternativo, mais simples e econômico, baseado na técnica espectrofotométrica de absorção molecular, para quantificação de imidacloprid, um inseticida sistêmico, em amostras de solução aquosa. Foi demonstrado que o procedimento proposto é adequado ao uso pretendido descrevendo-se, detalhadamente, cada etapa da validação, considerando-se os limites estabelecidos para cada parâmetro de validação e aplicando-se técnicas estatísticas apropriadas na avaliação dos mesmos: análise de variância, análise de regressão, testes de significância, gráficos de controle e a estimativa da incerteza de medição. As incertezas de medição dos procedimentos de rotina e alternativo foram estimadas e comparadas às tolerâncias estipuladas, estabelecendo o procedimento alternativo como adequado. Uma comparação experimental deste procedimento com o de rotina (baseado em HPLC) foi realizada como parte do protocolo de validação. Além da avaliação do procedimento para quantificação de imidacloprid em nível de traços, foi investigada também a possibilidade de sua utilização, para a quantificação do mesmo ingrediente ativo em produtos formulados. Neste caso, foi demonstrado, através da comparação das incertezas estimadas às tolerâncias estabelecidas, que o procedimento alternativo não é adequado, por apresentar incertezas na ordem de aproximadamente 50% do valor destas tolerâncias, não possuindo assim o rigor metrológico requerido para esta aplicação. / [en] Fit for purpose analytical procedures must be sufficiently reliable to support any decision taken based on the generated results. In order to achieve that, consolidated adequacy evaluation of the analytical procedure must be obtained by performing validation experiments. In this work, an alternative and simpler spectrophotometric method for the quantification of imidacloprid in aqueous samples was compared to the HPLC-UV based reference method used in routine. The overall validation procedure started with a detailed description of each validation stage, followed by the settling of the limits for each of the validation parameters and then, applying the following statistical techniques to evaluate each of the parameters: ANOVA, regression analysis, significance tests, control charts and uncertainty estimation. The measurement of uncertainties estimation, based on ISO-GUM recommendations, was done for both analytical procedures (the alternative one and the reference one). After comparing these uncertainties with the tolerance values, the adequacy of the alternative proposed procedure was confirmed. Finally, by consolidating the validation, the experimental comparison of quantification methods was conducted. Besides evaluating the analytical procedure for trace-level imidacloprid quantification in water samples, the proposed method was also evaluated as the analytical procedure for imidacloprid based formulated products. In this case, it was demonstrated that the spectrophotometric method did not present the requested metrological requirements for such application, since the estimated uncertainties of the alternative procedure were about 50 % of the tolerance values.

[pt] Nesta dissertação é realizada uma análise experimental da influência da pressão estática na medição de pressão diferencial com transmissores eletrônicos, dotados de sensores capacitivos ou sensores de silício ressonante, cuja tecnologia é amplamente difundida nos dias atuais por serem de elevada repetitividade, reprodutibilidade, exatidão e baixa histerese. A medição de pressão diferencial é amplamente utilizada na indústria de Petróleo, com o objetivo de medição de vazão, nível, entupimento de filtros e medição de interface óleo água. A calibração dos transmissores de pressão diferencial é feita no país a pressão atmosférica, não se preocupando com a influência da pressão estática do processo sobre seu desempenho. Como sua principal contribuição, o trabalho apresenta uma metodologia inovadora ainda não disponível no país de calibração de transmissores de pressão diferencial na pressão de operação, melhorando a confiabilidade e a incerteza das medições de vazão de líquidos e gases nas indústrias em geral. As faixas estudadas de pressão estática (0 a 20000 KPa) e diferencial (40 a 250 KPa), atendem a utilização interna da área de produção e exploração da Petrobras. A simples substituição da máquina de ensaio e seus instrumentos é suficiente para a calibração em uma faixa mais ampla, utilizando-se da mesma metodologia. Para alcançar os resultados, um dispositivo de amplificação de pressão foi desenvolvido neste estudo e utilizado em cada extremidade do transmissor de pressão, para aumentar a pressão desde valores próximos da atmosférica, que podem ser medidos com boa exatidão e repetitividade, até sua pressão de operação. Durante sua utilização, a pressão diferencial em suas extremidades é deduzida a partir dos valores medidos próximos da pressão atmosférica e do fator de amplificação. A incerteza dos resultados foi estimada e a metodologia foi utilizada para mostrar que a curva de calibração de um transmissor de pressão varia com sua pressão de operação. / [en] This paper deals with an experimental analysis of the static pressure influence upon the measurement of the differential pressure. Using capacitive or silicon resonator transducers, the electronic transmitters used in the experiment are thoroughly diffused nowadays due to their repetitiveness, reproducibility, accuracy and low hysteresis. The measurement of the differential pressure is widely employed in the petrol industry for determining the flow rate, level, blockage of filters and the oil-water interface. The calibration of the differential pressure transmitters is made in Brazil at atmospheric pressure, since there is little concern about the static pressure influence on the transducer performance. As a main contribution, this study presents a calibration methodology of differential pressure transmitters, still unavailable in the country, increasing its reliability and reducing the uncertainty of measuring the flow of liquid or gaseous substances. The ranges of the studied static pressure (from 0 to 20000 KPa) and differential pressure (from 40 to 250 KPa) cover Petrobras production and exploration operating conditions. The same methodology can be applied to wider ranges, by properly sizing the calibrating device and the related instruments. To achieve the results, a pressure amplification device was developed and used at each port of the pressure transmitter. A methodology was also developed in this study to determine the amplification factor from near atmospheric values, which can be measured very accurately, up to the operating pressure of the transmitter. Thus, during the calibration of a pressure transmitter, the pressure differential at the transmitter ports is deduced from the measured value at nearly atmospheric pressure and the amplification factor. The uncertainty of the results were estimated and the methodology was used for the calibration of a pressure transmitter, showing that its calibrating curve varies with the operating pressure.

[pt] Objetivo da presente dissertação de mestrado é contribuir para a estruturação da cadeia metrológica de vazão de gás natural em alta pressão no Brasil, tomando como base experiências bem sucedidas de laboratórios nacionais de metrologia de vazão de países industrializados. O estudo fundamenta-se na padronização primária e na harmonização de valores padrões de referência para a medição de vazão. A falta de infra-estrutura metrológica para padronização primária de medição de vazão volumétrica de gás natural no Brasil constituiu-se na motivação da Petrobras para eliminar essa importante vulnerabilidade e, dessa forma, contribuir para o estabelecimento do controle metrológico no setor. A escolha do projeto de pesquisa também foi motivada pelo interesse pessoal do autor em contribuir para o tema tendo em vista sua trajetória profissional na Petrobras. A exemplo da experiência de outros países produtores de petróleo e gás natural, o trabalho se desenvolveu no contexto da regulação do setor, que criou oportunidades de investimentos e impôs desafios à metrologia brasileira. Demandas por medição fiscal de apoio a contratos de transferência de custódia exigiram a introdução de uma legislação específica e o desenvolvimento de procedimentos de avaliação da conformidade do gás natural, promissor insumo na matriz energética brasileira. O trabalho desenvolveu-se de acordo com a seguinte metodologia: (i) revisão das melhores práticas laboratoriais e dos modelos de padronização em uso por conceituados Institutos Nacionais de Metrologia de países produtores de petróleo e gás e (ii) na interpretação dos procedimentos de harmonização dos valores de referência utilizados pelos institutos nacionais de metrologia estudados. Dentre os resultados do estudo destaca-se a caracterização das cadeias de rastreabilidade para medição de vazão de gás natural em alta pressão em uso por institutos nacionais de metrologia que acordaram harmonizar seus valores de referência (PTB/Alemanha, LNE/França, NMi/Holanda). Disponibiliza-se, assim, um acervo de informações relevantes que poderá subsidiar a estruturação de um sistema de padronização primária no País. Como conclusão, o trabalho propõe a implementação de um modelo de poadronização primária para medição de vazão volumétrica de gás natural no Brasil. / [en] The objective of this Master dissertation in metrology is to contribute for structuring the Brazilian traceability chain for flow measurement of natural gas at high pressure, based on successful experiences of national metrology laboratories of highly industrialized countries. The study takes into account the primary standardization and harmonization of reference measurement standards. The lack of an adequate infrastructure for primary standardization of volumetric flow measurement of natural gas in Brazil was a motivation motivation for Petrobras to invest substantially to overcome this important vulnerability, thus contributing to the establishment of the metrological control in the gas sector. The choice of the research project was also motivated by the author`s personal interest to contribute to the advance knowledge in an area that he has been working for many years at Petrobras. Following the experience of other oil and gas producing countries, this project was developed in the context of the regulation for the sector creating opportunities for investment on quality infrastructure, imposing challenges for the Brazilian metrology. The need to implement a measuring fiscal scheme to support contracts for custody transfer required a specific legislation and the development of procedures for conformity assessment of natural gas. The work was developed in accordance with the following methodology: (i) review of best practices and models of laboratory standardization in use by authoritative national institutes of metrology of oil and gas producing countries and (ii) interpretation of procedures for harmonization of reference values used by the National Metrology Institutes studied. The main results obtained is the characterization of the traceability chain associated with natural gas for measurement at high pressure in use by European national metrology institutes (PTB/Germany, LNE/France, NMi/Netherlands) which have agreed to harmonize their reference values. Strategic information is then made available that could subsidize the structuring of a system of primary standardization of flow measurement in Brazil. In conclusion, this work has suggested a metrological scheme for implementing a sound gas flow measurement metrology primary standardization.

[pt] O presente trabalho apresenta a avaliação da garantia da confiabilidade metrológica de um equipamento eletromédico (EEM), o ventilador pulmonar, também conhecido como ventilador mecânico. A falta de confiabilidade metrológica nesses equipamentos pode resultar na ocorrência de efeitos danosos, conforme a sua qualificação quanto ao potencial de risco à saúde dos usuários (operadores e pacientes). Apesar de ser fundamental para garantir o efeito desejado, a avaliação da confiabilidade geralmente não é realizada durante o período de uso (póscomercialização). Considerando a falta de informação em metrologia no ambiente da saúde e os poucos estudos de metrologia aplicados a esta área indicando os riscos da falta de avaliação metrológica, é de especial relevância a realização de investigações neste campo de pesquisa. Na presente dissertação foram realizadas medições para avaliação da confiabilidade metrológica de ventiladores pulmonares utilizando informações técnicas e normativas. Realizou-se um estudo bibliográfico minucioso dos princípios básicos de funcionamento dos ventiladores pulmonares e suas especificações técnicas. Para a realização das medições foram estudadas referências tais como normas nacionais e internacionais, manuais dos fabricantes do equipamento e publicações sobre manutenção de EEM. Medições para a avaliação metrológica de dez (10) ventiladores pulmonares, 6 da marca I modelo I.1 e 4 da marca II modelo II.2, foram realizadas em um hospital público. A exceção de um ventilador novo, todos os ventiladores pulmonares avaliados apresentaram não conformidades. Os resultados obtidos na avaliação da confiabilidade metrológica dos ventiladores pulmonares assinalam a urgente necessidade de avaliação metrológica periódica destes EEM. Verificou-se também a necessidade de avaliação de parâmetros cuja obrigatoriedade de medição não consta na norma aplicável. De uma forma ampla, o presente trabalho contribui para a conscientização de profissionais da saúde e da área de metrologia quanto à importância da avaliação da confiabilidade metrológica periódica de ventiladores pulmonares. / [en] The present Masters dissertation evaluates the metrological reliability of pulmonary ventilators, also known as mechanical ventilators. Pulmonary ventilators are electromedical equipment (EEM). The absence of metrological reliability of a pulmonary ventilator may result in dangerous consequences, according to its classification by the potential risk to the health of users (operators and patients). Even though it is of fundamental importance to guarantee the desired effect, the evaluation of reliability, in general, is not performed during the post-sale period. Considering the lack of information in metrology in the field of health, and that there are few studies indicating the risks of the absence of metrological evaluations, research in this field are especially relevant. In the present dissertation, measurements based on technical and regulatory information were performed in order to evaluate the metrological reliability of pulmonary ventilators. A meticulous bibliographical study of the basic principles and technical specifications of pulmonary ventilators was performed. The measurements were based on national and international standards, manufacturer manuals, and EEM maintenance publications. Measurements for the metrological evaluation of ten (10) pulmonary ventilators, 6 of brand I model I.1 and 4 of brand II model II.2, were performed in a public hospital. Except for a new unit, all evaluated pulmonary ventilators presented non- conformities. These results indicate an urgent need for periodic metrological evaluations of these EEMs. In addition, the need for evaluations of parameters not included in the current standards was verified. The present work contributes for increasing the awareness of health and metrology professionals regarding the importance of periodical evaluations of the metrological reliability of pulmonary ventilators.

[pt] Colorimetria - Propagação de erros e cálculo da incerteza da medição nos resultados espectrofotométricos trata da medição da cor de objetos, baseada nas medições de irradiância espectral (objetos luminosos) ou de refletância ou transmitância espectral (objetos opacos ou transparentes), seguidas por cálculos colorimétricos conforme o sistema CIE. As medições são normalmente feitas em intervalos de 5nm (ou 10 nm) na faixa espectral de 360 a 780nm, e os três valores triestímulos (X, Y e Z) são calculados usando-se 42-84 pontos medidos por equações padrões. A distribuição dos valores medidos R(lambda) é, provavelmente, normal, com uma correlação entre os valores obtidos variável em posições diferentes do espectro. As distribuições dos valores e as correlações entre X, Y e Z são desconhecidas e dependem da forma da curva espectral da cor e do funcionamento dos instrumentos de medição. No controle instrumental das cores são usadas fórmulas muito complexas, baseadas nas transformações não lineares dos valores X, Y e Z em L*, a*, b*, C* e h°. A determinação da incerteza dos resultados dados em coordenadas CIELAB ou expressos em fórmulas de diferenças (delta)E*, (delta) ECMC ou CIE (delta) E2000 é fundamental no controle instrumental das cores em qualquer indústria. À base de um número elevado de medições repetidas de várias amostras têxteis e padrões cerâmicos, são analisadas a distribuição e outras características estatísticas dos valores R(lambda) diretamente medidos, e - usando o método de propagação de erros - são calculadas as incertezas das medições em termos colorimétricos. A pesquisa de mestrado objeto do presente trabalho desenvolve- se sob a égide de um convênio de cooperação que o Programa de Pós-Graduação em Metrologia da PUC-Rio está celebrando com o SENAI/CETIQT, viabilizado a inclusão dessa pesquisa dentre os dez projetos-piloto que participaram do Convênio FINEP/MCT número 22.01.0692.00, Referência 1974/01, que aportou recursos do Fundo Setorial Verde Amarelo para direcionar o esforço de pesquisa em metrologia para a solução de um problema de interesse do setor têxtil que fez uso de conhecimentos avançados de metrologia da cor. Relacionado à demanda de medições espectrofotométricas com elevado controle metrológico, o desenvolvimento e a orientação acadêmico-científica da presente dissertação de mestrado deu-se nas instalações do SENAI/CETIQT, que possui comprovada competência técnica e científica na área e uma adequada infra-estrutura laboratorial em metrologia da cor de suporte ao trabalho. / [en] Colorimetry - Propagation of Errors and Uncertainty Calculations in Spectrophotometric Measurements treats the measurement of the colour of objects, based on the measurement of spectral irradiance (self-luminous objects) or that of spectral reflectance or transmittance (opaque or transparent objects), followed by colorimetric calculations according to the CIE system. Measurements are generally made in 5nm (or 10 nm) intervals in the spectral range of 360 to 780nm, and the 3 tristimulus values (X, Y and Z) are calculated from the 42-84 measurement points by standard equations. The statistical distribution of the measured R (lambda) values is probably normal; the correlation between the values varies depending on their position in the spectrum. The distribution of and the correlation between the X, Y and Z values are not known and they depend on the form of the spectral curve of each colour and on the operation of the measuring instrument. Complex formulae are used in the instrumental control of colours based on non-linear transformations of the X, Y and Z values into L*a*b*C*h°. The determination of the uncertainty of the results given in CIELAB coordinates or expressed in one of the colour difference formulae (delta)E*, (delta)ECMC or CIE(delta) E2000 is fundamental in the instrumental control of colours in any industry. Based on a large number of repeated measurements of different textile samples and ceramic standards, the distribution and other statistical characteristics of the directly measured R(lambda) values are analysed and - using the propagation of errors method - the uncertainties are calculated in colorimetric terms. The present research, a M. Sc. Dissertation work, was developed under the auspices of a co-operation agreement celebrated between the Post-graduate Programme in Metrology of PUC-Rio and SENAI/CETIQT, allowing for the inclusion of this M.Sc. Dissertation among the ten pilot projects which benefited from the financial support received from the FINEP/MCT Agreement number 22.01.0692.00, Reference 1974/01 (Fundo Verde-Amarelo). The project aims at driving the research effort in metrology to the solution of industrial problems, in this case the solution of a problem identified within the textile sector which requires to its solution advanced knowledge of colour metrology. Related the spectrophotometer measurements under the highest level of metrological control, the development and academic-scientific supervision of this M. Sc. Dissertation was performed at the laboratory facility of SENAI/CETIQT, an institution with proven technical and scientific competence in the field having sophisticated and well equipped laboratories in colour metrology meeting the measurement requirements needed to support the development of this research.

[pt] A poluição atmosférica é um problema mundial latente e é prejudicial à saúde, à visibilidade e ao clima. Devido a estes fatores, diversos estudos e pesquisas foram desenvolvidos para caracterizar a sua composição química, concentração, tamanho de partículas, etc. Com o objetivo de construir instrumentos adequados para o controle da qualidade do ar, mas estes instrumentos são sofisticados, complicados e de alto custo. Esta dissertação refere-se ao estudo de viabilidade para a utilização de componentes optoeletrônicos simples, tais como diodos emissores de luz (LED) e fotodetectores ópticos, como sensores de medição da variação da concentração de poluentes particulados atmosféricos em relação ao tempo. O principio de medição baseia-se nas propriedades ópticas da luz: reflexão, refração e absorção que ocorre quando um feixe de luz incide sobre as partículas de um poluente qualquer, dando lugar à atenuação da intensidade do feixe incidente, que é proporcional à concentração de poluente. Selecionaram-se LED e fotodetectores, segundo as informações dadas nas especificações fornecidas pelo fabricante. Formaram-se quatro tipos diferentes de Pares Emissores-Detectores, (Pares E-D), onde cada LED trabalhava com um fotodetector específico. As avaliações foram feitas em função dos Pares E-D nas condições recomendadas pelo fabricante e, selecionaram-se dois tipos diferentes de Pares E-D, que apresentaram melhores características físicas, tempo de resposta (11 e 16µs), o nível do sinal gerado pelo fotodetector (entre 2,50V e 3,50V), e estabilidade em uma faixa de temperatura de 20oC à 30oC. Para testar o funcionamento dos Pares E-D como sensores de medição da variação da concentração dos poluentes particulados atmosféricos foi construída uma maquete instrumentada com oito Pares (E-D), quatro de cada tipo dos Pares E-D selecionados previamente. Teve-se cuidado na disposição física dos Pares E-D para evitar interferências de luz. Para diminuir o ruído do circuito, a placa Protoboard foi substituída por uma placa impressa. A razão sinal/ruído foi de 3,242V/0,020V, (162:1). Foi desenvolvido um programa especifico no software LabVIEW, com o propósito de registrar os sinais gerados pelos fotodetectores a cada 10 µs e armazená-los em uma base de dados para posterior análise. A maquete instrumentada e o software de aquisição representam um sistema de medição para a caracterização da dispersão dos poluentes particulados atmosféricos. Para verificar o desempenho da maquete instrumentada e do software de aquisição, foram feitas simulações de contaminação ambiental. Utilizando uma máquina geradora de fumaça, jogou-se fumaça sobre a maquete, foram obtidos resultados satisfatórios, já que trabalhando com os oito Pares E-D ativos, conseguiu-se obter 12500 dados por segundo para cada Par E-D. Estas quantidades de dados registrados pelo programa feito no software LabVIEW foram mais que suficientes para a construção das curvas de caracterização preliminares. / [en] The atmospheric pollution is a latent world-wide problem, and it is harmful to the health, visibility and climate. For these factors, several studies and researches have been developed to characterize the chemical composition of the pollutants, concentration, size of particles, etc, with the objective of constructing adjusted instruments for the control of the air quality, but these instruments are sophisticated, complicated and very expensive. This dissertation is a study about the feasibility to use simple optoelectronic components, such as light emitting diodes (LED) and optical photo detectors, as sensors for measuring the variation of the concentration of atmospheric particulate pollutants in relation to time. The measurement principle is based on the optic properties of the light: reflection, refraction and absorption that occur when a light beam arrives on particles of any pollutant, taking place the attenuation of the intensity of the incident beam, which is proportional to the pollutant concentration. LED and photo detectors were selected according to information given in the specifications supplied for the manufacturer. Four different types of Pairs formed Emitters-Detectors, (Pairs E-D), where each LED worked with a specific photo detector. The evaluations were made in function of the Pairs E-D according to the recommendation of the manufacturer and two types different of Pairs E-D were selected, which presented better physical characteristics, time of response (11 and 16µs), level of the signal generated by the photo detector, (between 2,50V and 3,50V), and stability in a range of temperatures between 20oC to 30oC. To test the functioning of the Pairs E-D as sensors for measuring of the variation of the concentration of the atmospheric particulate pollutants. It was built an instrumented reduced model with eight Pairs E-D was built, four of each type of the Pairs E-D selected previously. It was taken care of the physical disposition of the Pairs E-D to prevent light interferences. To reduce the noise of the circuit, the Protoboard was substituted by a circuit board printed. The relation signal/noise was 3,242V/0,020V, (162:1). A specific program was developed in the software LabVIEW. The goal was to register the signals generated by photo detectors at each 10µs, and to store the data for posterior analysis. The instrumented reduced model and the software to the data acquisition represent a system for measurement and the characterization of the dispersion of the atmospheric particulate pollutants. To verify the performance of the instrumented reduced model and the software for acquisition, simulations of ambient contamination were made. A FOG machine was used to generate smoke on the reduced model, The results were satisfactory. Working with the eight active E-D Pairs, it was possible to get 12500 data per second for each Pair E-D. This amount of registered data by the acquisition program in LabVIEW was enough for the construction of the preliminary curves of characterization for the E-D Pairs.

[pt] Esta dissertação de mestrado tem por objetivo avaliar e determinar a influência da cavitação no fenômeno da erosão de materiais de engenharia à luz das recomendações da norma ASTM G32:2010. O trabalho foi motivado pelo interesse do Programa de Metrologia em participar, no âmbito da cooperação celebrada com o Instituto de Metrologia do Reino Unido, de um novo desafio no campo da metrologia científica relacionado à medição de cavitação. A metodologia utilizada baseou-se em trabalhos experimentais realizados com o medidor de cavitação recentemente desenvolvido pelo Laboratório de Acústica do NPL, que foi pioneiramente utilizado para mapear os níveis de cavitação nos experimentos de erosão de materiais de engenharia para diferentes amplitudes (delta) de pulsação do transdutor e diferentes posicionamentos (lambda) da haste do transdutor em relação ao espécime submetido à erosão. Dentre os resultados destaca-se a perda de massa mensurada para cada um dos três materiais de engenharia submetidos à erosão por cavitação: 101,4 mg no Alumínio; 66,0 mg na Liga Alumínio-Bronze e 6,80 mg no Aço inoxidável 304. Três são as conclusões mais relevantes do trabalho (i) no que concerne a perda de massa (medida da erosão), o parâmetro delta mostrou-se mais crítico que o parâmetro lambda; (ii) os materiais de menor dureza são os mais susceptíveis à erosão por cavitação e (iii) quanto maior a resistência à erosão menor é a uniformidade da cavitação. / [en] The aim of this dissertation is to evaluate and assess the influence of the cavitation on the erosion of engineering materials in line with recommendations of the ASTM G32:2010 standard. The work was motivated by the interest of the postgraduate Metrology Programme to participate, within the framework of the cooperation celebrated with the National Metrology Institute of the United Kingdom (National Physical Laboratory, NPL), in a new metrology challenge related to measurement of cavitation. The methodology used was based on experimental work carried out with the cavitation meter recently developed by the Laboratory of Acoustics of the NPL, which was first used to map the levels of cavitation inducing erosion in engineering materials for different amplitude of the transducer (delta) and displacement (lambda) of the transducer horn relative to the specimen subjected to erosion. Among the results is emphasized the mass loss measured for each of the three engineering materials submitted to cavitation erosion: 101.4 mg for the aluminium; 66.00 mg for the Alloy Aluminium-Bronze and 6.80 mg for the stainless steel 304. Three are the main findings of the work (i) with respect to loss of mass (a measure of erosion), the parameter delta was more critical that the parameter lambda; (ii) the lower the hardness of the engineering material eroded, the most susceptible it becomes to cavitation erosion and (iii) the higher the erosion resistance the lower the uniformity of cavitation.